A superlattice interface and S-scheme heterojunction for ultrafast charge separation and transfer in photocatalytic H2 evolution

光催化 异质结 超晶格 接口(物质) 电荷(物理) 超短脉冲 材料科学 光电子学 化学物理 纳米技术 化学 物理 光学 激光器 量子力学 催化作用 生物化学 毛细管数 毛细管作用 复合材料
作者
Sijie Wan,Wang Wang,Bei Cheng,Guoqiang Luo,Qiang Shen,Jiaguo Yu,Jianjun Zhang,Shaowen Cao,Lianmeng Zhang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 9612-9612 被引量:191
标识
DOI:10.1038/s41467-024-53951-6
摘要

The rapid recombination of photoinduced charge carriers in semiconductors fundamentally limits their application in photocatalysis. Herein, we report that a superlattice interface and S-scheme heterojunction based on Mn0.5Cd0.5S nanorods can significantly promote ultrafast charge separation and transfer. Specifically, the axially distributed zinc blende/wurtzite superlattice interfaces in Mn0.5Cd0.5S nanorods can redistribute photoinduced charge carriers more effectively when boosted by homogeneous internal electric fields and promotes bulk separation. Accordingly, S-scheme heterojunctions between the Mn0.5Cd0.5S nanorods and MnWO4 nanoparticles can further accelerate the surface separation of charge carriers via a heterogeneous internal electric field. Subsequent capture of the photoelectrons by adsorbed H2O is as fast as several picoseconds which results in a photocatalytic H2 evolution rate of 54.4 mmol·g-1·h-1 without any cocatalyst under simulated solar irradiation. The yields are increased by a factor of ~5 times relative to control samples and an apparent quantum efficiency of 63.1% at 420 nm is measured. This work provides a protocol for designing synergistic interface structure for efficient photocatalysis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
不说再见发布了新的文献求助10
2秒前
CodeCraft应助06采纳,获得10
2秒前
柔弱糖豆发布了新的文献求助10
2秒前
小白菜发布了新的文献求助20
2秒前
慕青应助坨坨采纳,获得10
3秒前
香蕉觅云应助盼盼采纳,获得10
4秒前
4秒前
现实的听芹完成签到,获得积分10
4秒前
完美世界应助111采纳,获得10
5秒前
哇哈哈完成签到,获得积分20
6秒前
打打应助多多采纳,获得10
6秒前
6秒前
lingduyu完成签到,获得积分10
8秒前
byho应助文艺代灵采纳,获得10
9秒前
哇哈哈发布了新的文献求助10
10秒前
英俊的铭应助柔弱糖豆采纳,获得10
10秒前
10秒前
英姑应助拉长的凌旋采纳,获得10
11秒前
11秒前
冷酷的猎豹完成签到,获得积分10
12秒前
ZM完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
飞云戏楚水完成签到,获得积分10
12秒前
舒适小懒虫完成签到 ,获得积分10
12秒前
大模型应助不说再见采纳,获得10
14秒前
邓佳鑫Alan应助bigass采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助yly采纳,获得10
14秒前
14秒前
godblessyou应助yy采纳,获得10
14秒前
三更完成签到 ,获得积分10
15秒前
Joy2015完成签到 ,获得积分10
15秒前
jiusi发布了新的文献求助10
16秒前
JJ完成签到 ,获得积分10
16秒前
隔壁的邻家小兴完成签到,获得积分10
17秒前
NXFJ发布了新的文献求助10
17秒前
机灵小海豚完成签到 ,获得积分10
17秒前
Slhy完成签到 ,获得积分10
17秒前
盼盼发布了新的文献求助10
17秒前
richerr完成签到,获得积分10
18秒前
传奇3应助龙猫爱看书采纳,获得10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6506309
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8300093
关于积分的说明 17718279
捐赠科研通 5606768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2920722
邀请新用户注册赠送积分活动 1897893
关于科研通互助平台的介绍 1760250